火焰原子吸收光譜法測定汽油中錳含量

鄒 麗，李傳真

（中海油東方石化有限責任公司， 海南 東方 572600）

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火焰原子吸收光譜法測定汽油中錳含量

鄒 麗，李傳真

（中海油東方石化有限責任公司， 海南 東方 572600）

隨著環(huán)保要求的提高，汽油添加劑有嚴格要求，其中錳劑是絕對禁止作為辛烷值改進劑加入到汽油中。汽油出廠要求采用SH/T 0711 汽油中錳含量測定（原子吸收分光光度法），且錳控制在0.000 2 g/L以內。原子吸收光譜法因其靈敏度高、檢出限低、分析速度快等優(yōu)點被石油化工行業(yè)。采用火焰原子吸收儀測定汽油中的錳含量，并進行加標回收實驗，驗證方法的準確性。

火焰原子吸收；錳；加標回收；汽油

1802年，英國科學家渥朗斯頓在利用分光鏡研究太陽的光譜時，發(fā)現(xiàn)了連續(xù)光譜中出現(xiàn)了無法解釋的D暗線。1820年，布魯斯特提出這些暗線是由于太陽中外圍對部分太陽光的吸收而產生的。1860年，德國科學家在利用本生燈和分光鏡研究金屬的火焰光譜時，發(fā)現(xiàn)鈉原子蒸汽發(fā)射出的光通過溫度較低的鈉原子蒸汽時，就會產生鈉譜線的吸收，并且吸收譜線的位置正好和太陽光譜中的D暗線重合。從而用實驗的手段證實了太陽光譜中D暗線正是由于太陽大氣圈中的鈉原子對太陽光譜中鈉輻射產生吸收的結果。從此原子吸收得到不斷的發(fā)展和應用，到如今，原子吸收已經成為一種強有力的分析手段，出現(xiàn)在現(xiàn)代儀器分析的行列中［1］。

原子吸收原理：原子核外電子以一定的規(guī)律在不同軌道中運動，每一軌道都有確定的能量，稱為原子能級。各種元素的原子結構和外層電子排布都不同，他們的原子能級具有各自的特征性，因此，其吸收和發(fā)射的波長也各不相同，進而出現(xiàn)了元素的特征譜線。光源發(fā)射具有待測元素的特征譜線，通過試樣蒸汽時，被蒸汽中待測元素的基態(tài)原子所吸收，發(fā)射光被減弱的程度與待測元素的濃度成正比。即遵循朗伯比爾定律：

I0—入射光強度；

I —透過原子蒸氣吸收層的透射光強度；

K —吸收系數(shù)；

b —原子吸收層厚度；

c —溶液中被測元素的濃度。

本方法采用原子吸收光譜法測定汽油中錳含量，將待測溶液進行前處理后，定容，再將樣品噴入火焰中，使錳原子化，形成基態(tài)原子，對特征譜線產生選擇性吸收，將測得的樣品吸光度與標準溶液的吸光度進行比較，進而算出待測樣品中的錳含量［2］。

1　實驗部分

式中A — 吸光度；

1.1儀器

原子吸收光譜儀：安捷倫280FS，能夠進行背景校正（塞曼扣背景）；錳空心陰極燈。

1.2試劑及器具

1.2.1試劑

結晶碘分析純；甲苯分析純；甲基異丁基甲酮分析純；氯化甲基三辛基銨純度不低于 90% （m/m）；碘-甲苯（0.03 g/mL）：用甲苯溶解3.0 mg結晶碘，并稀釋到100 mL；1%（v/v）氯化甲基三辛基銨-MIBK溶液：用MIBK溶解8.8 g（10 mL）氯化甲基三辛基銨，并稀釋到1 L；石科院標準樣品：錳含量為5.28、13.20，26.40 mg/L的標樣；

1.2.2器具

容量瓶：經鹽酸浸泡24 h并自然風干的50 mL容量瓶10個；移液管：經鹽酸浸泡24 h并自然風干的5 mL移液管5支。

2　測定條件

波長：279.5 nm；

燈電流：5 mA；

燃燒頭高度：13.5 mm ；

乙炔：13.50 L/min；

空氣：2.0 L/min。

3　實驗過程

3.1配制錳標準使用液

配制0.528、1.32、2.64 mg/L錳標準使用液：向50 mL容量瓶中加入20 mL MIBK，再準確加入5 mL 5.28 mg/L標準樣品并搖勻，加入0.1 ml 碘-甲苯溶液搖動1 min ，再加入5 mL氯化甲基三辛基銨-MIBK并搖勻，再用MIBK定容至50 mL即可。其余濃度點配制方法同上。

3.2汽油樣品前處理

向2個容量瓶50 mL中加入20 mL MIBK，再準確加入5 mL待測樣品并搖勻，加入0.1 mL 碘-甲苯溶液搖動1 min ，再加入5 mL氯化甲基三辛基銨-MIBK溶液并搖勻，再用MIBK定容至50 mL ， 備用。

3.3繪制工作曲線

優(yōu)化各項分析參數(shù)如燃燒頭高度、助燃氣和燃氣的比例等，使狀態(tài)達到最佳。依次分析 0.528、1.32、2.64 mg/L標準樣品，建立標準曲線（表1）［3］。

表1　標準曲線Table 1 standard curve

由以上數(shù)據(jù)可知：

線性方程：Abs=0.08434C-0.00074

相關系數(shù)； 0.999 8；

2.64mg/L反測：2.635 mg/L。

4　重復性

基于重復性的要求，取密封保存于 0～4 ℃的92#車用汽油（國Ⅴ）（ρ=733.7 kg/m3）1 L，按照預處理方法進行處理后測試其吸光度并計算其實際濃度（表2）。

表2　重復性實驗Table 2 Repeated experiment

SH/T0711中重復性要求0.42X0.5 ，從以上數(shù)據(jù)可以看出本方法重復性較好，滿足使用要求。

5　加標回收實驗［4］

取密封保存于0～4 ℃下的92#車用汽油1L備用。用5 mL移液管分別取5 mL于編號為1、2、3 的50 mL容量瓶中，并分別加入0 mL、1 mL、1 mL 1.32 mg/L的錳標準溶液，再加入0.1 mL碘-甲苯溶液搖勻1 min，再加入5 mL氯化甲基三辛基銨-MIBK溶液反應1 min，并用MIBK定容至50 mL，并分別檢測（表3）。其中，加標回收率等于加標測量值與加標量的百分比。

表3　加標回收Table 3 Recovery Rate

6　影響因素

6.1火焰［5］

本實驗采用焊接級的乙炔。一般是將乙炔溶解在丙酮中，當鋼瓶中氣體壓力降低至520 kPa時，應更換鋼瓶，因此時丙酮容易跟著乙炔流出進入燃氣系統(tǒng)，影響火焰的穩(wěn)定性和結果的準確性。并且應調整乙炔與空氣的比例使火焰呈淡藍色即貧燃焰，因Mn元素測定時需要較高的火焰溫度。

6.2碘-甲苯

碘屬于易揮發(fā)的物質，需要定期檢查其濃度，碘的加入量不夠會影響到Mn能否完全形成穩(wěn)定的絡合物，從而導致結果的不準確。

6.3器皿選擇

實驗過程中涉及到溶液的多次轉移、稀釋、定容等過程，器皿的選擇尤為重要，所有的移液管、容量瓶都需經過檢定合格后方可使用，并且要求分析員要完全熟悉并掌握相關器皿的操作方可減少器皿代入的誤差。

7　結果與討論

在汽油錳含量測定的過程中，應嚴格控制誤差的引入，從而保證結果的準確可靠。汽油規(guī)范中明文禁止往汽油中添加錳劑來提高辛烷值，因錳劑的不完全燃燒會導致氧傳感器的損壞，故應嚴格執(zhí)行SH/T0711的標準對出廠汽油進行錳含量檢測。

［1］ 陳集，朱鵬飛. 儀器分析教程［M］ . 北京：化學工業(yè)出版社，2010-02.

［2］ 張愛星，蘆巖. 微波消解-直接吸入火焰原子吸收法檢測污水中的重金屬［J］. 天津建設科技，2012（5）：51-52.

［3］ 張卓，趙萍，王雅，郭健，李占娟. 富硒花生中硒的主要賦存形態(tài)及其抗氧化性［J］. 食品與發(fā)酵工，2011，37（4）：87-91.

［4］ 高永強. 火焰原子吸收光譜法測定工業(yè)濃硝酸中的鎂［J］. 中氮肥2015（5）：79-80.

［5］ 周永強，趙麗艷，賀元. 汽油中錳含量測定影響因素討論［J］. 廣東化工，2012，39（13）：137-139.

Determination of Mn in Gasoline by Flame Atomic Absorption Spectrometry

ZOU Li，LI Chuan-zheng
（CNOOC Dongfang Petrochemical Co., Ltd. Hainan Dongfang 572600, China)

Because demand of environmental protection is increasingly stringent, Mn additive is banned from adding into gaoline.The content of Mn in gasoline must be less than 0.0 002 g/L. The flame atomic absorption spectrometry is widely used in petroleum-chemical industry because of the high sensitivity and low detection limit. In this paper, the content of Mn in gasoline was determined by the flame atomic absorption spectrometry, and experiment of adding standard recovery was carried out to prove the accuracy of the flame atomic absorption spectrometry.

flame atomic absorption spectrometry；manganese；recovery rate；gasoline

鄒麗（1988-），女，四川省成都市人，助理工程師，2011年畢業(yè)于西南石油大學化學專業(yè)，主要從事石油化工分析。E-mail：565108824@qq.coom。

O 657

A

1671-0460（2016）05-1050-03

2016-03-07